检索结果-内蒙古大学图书馆

光学学报 2021年第24期41卷 63-70页

作者：向光峰孟炳寰黄禅李双许孙龙李扬韩琳孙亮骆冬根洪津中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所安徽合肥230031 中国科学技术大学安徽合肥230026 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031

为提高多角度偏振成像仪(DPC)的实验室几何定标精度,分析了平行光管发散角对像点定位精度的影响,建立了误差模型,并通过改进几何模型参数拟合时的目标方程来校正像点定位误差。对比验证实验结果表明,所提方法提升了基于平行光管的几何... 详细信息

为提高多角度偏振成像仪(DPC)的实验室几何定标精度,分析了平行光管发散角对像点定位精度的影响,建立了误差模型,并通过改进几何模型参数拟合时的目标方程来校正像点定位误差。对比验证实验结果表明,所提方法提升了基于平行光管的几何定标方法的定标精度,在视场角较大时提升效果更明显,当平行光管发散角为2°且入射视场角50°时,定标精度至少提升0.15 pixel。高精度的实验室几何定标将为DPC实现在轨高精度地理定位,多角度、多光谱及偏振图像配准提供精确的初始几何参数。

关键词：几何光学几何定标误差分析平行光管多角度偏振成像仪

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天空可见-近红外光谱偏振态自动测量仪设计

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大气与环境光学学报 2024年第1期19卷 111-124页

作者：王昊孙晓兵刘晓宋强洪津安徽大学物质科学与信息技术研究院安徽合肥230601 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031 合肥市农业行业首席专家工作室安徽合肥230031 中国科学技术大学安徽合肥230026

太阳光在地球大气传输过程中产生的散射会呈现出固有的偏振特性,因此利用大气散射偏振态分布特性及其与太阳照射几何以及地表观测几何之间存在的对应关系,为地球大气层内导航提供了可能。然而因气象变化造成的大气组分改变会直接影响光... 详细信息

太阳光在地球大气传输过程中产生的散射会呈现出固有的偏振特性,因此利用大气散射偏振态分布特性及其与太阳照射几何以及地表观测几何之间存在的对应关系,为地球大气层内导航提供了可能。然而因气象变化造成的大气组分改变会直接影响光散射分布,从而影响基于偏振态分布的方向定位精度,因此在偏振导航实际应用过程中,其方向指引精度受大气状况影响较大。为研究不同气象条件下天空偏振态变化内在机理,研制了一台天空可见-近红外光谱偏振态自动测量仪。该仪器可按需进行定时段、定天区、多天候天空光谱偏振态测量,采用分时偏振同时分谱非成像测量体制。仪器主要由偏振分析模块、偏振检测方位定位驱动电机、微型光谱仪、GPS定位模块、嵌入式采集控制模块、二维载重转台等部分组成,光谱范围为390~960nm,光谱分辨率为1.5nm,观测视场为3°,光谱线偏振度测量精度优于98.85%,偏振角测量精度优于0.1°,单点观测时间小于9s。经实验室定标和外场测试,表明该仪器可在多种气象条件下稳定观测天空光谱偏振态,其测量数据可用于天空偏振态影响机理相关研究。

关键词：天空光散射偏振测量气溶胶光谱

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基于SOPC的检焦图像实时处理系统设计

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电子测量技术 2022年第9期45卷 31-37页

作者：赵子豪骆冬根路美娜罗环赵鑫鑫雷雪枫中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所合肥230031 中国科学技术大学合肥230026 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室合肥230031

针对投影式光刻机检焦系统对图像处理强实时性的需求,以FPGA芯片为载体,设计了一种基于SOPC的检焦图像实时处理系统。首先,使用Microblaze嵌入式软核执行图像处理算法,无需更改硬件架构即可进行系统方案验证和算法调试;然后,采用软硬件... 详细信息

针对投影式光刻机检焦系统对图像处理强实时性的需求,以FPGA芯片为载体,设计了一种基于SOPC的检焦图像实时处理系统。首先,使用Microblaze嵌入式软核执行图像处理算法,无需更改硬件架构即可进行系统方案验证和算法调试;然后,采用软硬件协同的方案,将算法移植到FPGA硬件中,实现了检焦流程的加速。FPGA片内通过AXI总线进行软硬件间数据交互,片外通过光纤接口与工件台互连,完成检焦结果的高速上传。实验结果表明,系统运行稳定,完成整个检焦流程需要104μs,软硬件协同实现速度约为软核实现的1 700倍。

关键词：检焦图像处理 SOPC Microblaze 软硬件协同 AXI总线

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太阳光谱辐照度仪波长扫描设计

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量子电子学报 2022年第4期39卷 519-530页

作者：王洋李新黄雄豪刘恩超张艳娜中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031 中国科学技术大学安徽合肥230026

针对当前气候变化对太阳光谱辐射的观测需求,为精确监测太阳光谱辐照度,研制了波长扫描型太阳光谱辐照度仪。该太阳光谱辐照度仪主要由光谱测量单元和波长扫描单元组成,其中波长扫描单元作为色散光谱的精密定位机构,是保障仪器测量精度... 详细信息

针对当前气候变化对太阳光谱辐射的观测需求,为精确监测太阳光谱辐照度,研制了波长扫描型太阳光谱辐照度仪。该太阳光谱辐照度仪主要由光谱测量单元和波长扫描单元组成,其中波长扫描单元作为色散光谱的精密定位机构,是保障仪器测量精度的关键。为此,设计了基于小型交流伺服电机的波长精密扫描定位装置,采用定时器主从方式控制电机旋转,并利用STM32驱动线阵CCD工作,结合CCD检测的光斑质心位置与预设位置的偏差进行闭环控制,闭环控制精度小于2个像元宽度。最后,对线阵CCD的质心位置检测的重复性以及扫描定位装置的稳定性进行测试,测试结果表明CCD质心位置检测的标准差为0.0693,最大偏差不超过0.3像元宽度,系统运行时闭环精度小于2个像元宽度,满足波长扫描的重复性和稳定性要求。

关键词：光电子学太阳光谱辐照度仪波长扫描伺服电机线阵CCD

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基于反射点源阵列的光学遥感卫星在轨辐射定标方法

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航天返回与遥感 2022年第1期43卷 98-107页

作者：徐伟伟张超陈卓张黎明李鑫司孝龙杨宝云中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所通用光学定标与表征技术重点实验室合肥230031 北京市遥感信息研究所北京100085

针对场地辐射定标难以实现遥感器全动态范围自动化定标的问题,提出基于反射点源阵列的光学遥感卫星在轨定标方法,以“小”而“亮”的自动化点源作为参照目标,并以现场同步测量为主,辅以简化的辐射传输计算获取大气透过率与遥感器入瞳辐... 详细信息

针对场地辐射定标难以实现遥感器全动态范围自动化定标的问题,提出基于反射点源阵列的光学遥感卫星在轨定标方法,以“小”而“亮”的自动化点源作为参照目标,并以现场同步测量为主,辅以简化的辐射传输计算获取大气透过率与遥感器入瞳辐亮度,根据多能级反射点源阵列设置与系统点扩散函数检测,线性回归法提取点源目标响应统计值,实现高分辨率光学遥感卫星在轨调制传递函数检测与全动态辐射定标。试验结果表明,基于反射点源阵列的在轨调制传递函数检测结果与刃边法差异优于5.0%,辐射定标结果与灰阶靶标法差异优于4.0%,不确定度优于3.0%,反射点源阵列法有望在全谱段范围内实现高分辨率光学遥感卫星的辐射与几何综合定标。

关键词：辐射定标反射点源阵列点扩散函数/调制传递函数大气透过率航天遥感

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基于高分五号卫星DPC和AERONET站点数据的地表BPDF模型对比分析

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光学学报 2022年第18期42卷 138-146页

作者：提汝芳樊依哲黄红莲刘晓孙晓兵洪津刘淑芬中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031 中国科学技术大学安徽合肥230026 合肥市农业行业首席专家工作室安徽合肥230031 山东省泰安生态环境监测中心山东泰安271018

大气气溶胶卫星偏振遥感探测中,地表偏振反射率估计是最重要的不确定因素之一,是气溶胶反演过程中地气解耦的重要环节。基于高分五号卫星大气气溶胶多角度偏振探测仪(DPC)近红外波段865 nm的多角度偏振观测数据,利用全球地基气溶胶监测... 详细信息

大气气溶胶卫星偏振遥感探测中,地表偏振反射率估计是最重要的不确定因素之一,是气溶胶反演过程中地气解耦的重要环节。基于高分五号卫星大气气溶胶多角度偏振探测仪(DPC)近红外波段865 nm的多角度偏振观测数据,利用全球地基气溶胶监测网(AERONET)站点的气溶胶产品AOD L2.0与DPC数据进行时空匹配,筛选气溶胶光学厚度(AOD)低值数据,以减小气溶胶的影响,获取地表多角度偏振反射率数据。针对8种典型地表类型,基于DPC多角度偏振数据定量比较分析了Nadal-Bréon模型、Waquet模型、Maignan模型、Litvinov模型和Xie-Cheng模型5个半经验地表双向偏振反射分布函数(BPDF)模型的性能。研究结果表明,Litvinov模型和Nadal-Bréon模型所得的结果与实测数据可以较好地吻合,两个模型与DPC实测数据的相关性系数均值分别为0.958和0.952,均方根误差均值分别为0.202%和0.223%。研究结果为基于DPC数据估算地表偏振反射率提供了BPDF模型参考,为利用DPC多角度偏振数据反演气溶胶参数等应用提供了先验数据支持。

关键词：遥感多角度偏振探测仪双向偏振反射分布函数模型地表偏振反射率

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大气环境卫星温室气体和气溶胶协同观测综述

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遥感学报 2022年第5期26卷 795-816页

作者：李正强谢一淞石玉胜厉青 Cohen Jason 张羽中韩颖慧熊伟刘毅中国科学院空天信息创新研究院国家环境保护卫星遥感重点实验室北京 100101 生态环境部卫星环境应用中心北京 100094 中山大学大气科学学院珠海 519082 中国矿业大学环境与测绘学院徐州 221116 西湖大学工学院浙江省海岸带环境与资源研究重点实验室杭州 310024 中国科学院大学资源与环境学院北京 100049 中国科学院合肥物质科学研究院中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室合肥 230031 中国科学院大气物理研究所碳中和研究中心北京 100029

人类排放的温室气体和气溶胶是造成全球气候变暖和大气环境恶化的主要因素,也是大气环境卫星遥感的核心探测目标.与传统的单一探测目标卫星相比,实现同平台的大气温室气体和气溶胶协同监测,对于提高温室气体卫星反演精度、改善"自... 详细信息

人类排放的温室气体和气溶胶是造成全球气候变暖和大气环境恶化的主要因素,也是大气环境卫星遥感的核心探测目标.与传统的单一探测目标卫星相比,实现同平台的大气温室气体和气溶胶协同监测,对于提高温室气体卫星反演精度、改善"自上而下"碳源汇估算、提升温室气体和气溶胶的人为/自然源区分能力具有重要意义,也是各国航天机构积极发展的空间探测手段.本文对欧、日、中、美等具备温室气体和气溶胶协同监测能力的卫星进行系统的介绍,包括卫星平台、传感器、处理算法和质控验证.按照卫星监测任务和传感器用途,将其分为大气综合探测卫星和温室气体监测卫星两大类,并从碳中和行动和大气环境综合治理等需求出发,提出温室气体和气溶胶协同观测星座(GACOC)的概念及其发展方向,包括主被动卫星组网观测、温室气体和气溶胶高精度联合反演算法、人为排放源识别和定量监测等应用.

关键词：温室气体气溶胶卫星遥感二氧化碳协同观测星座

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红外甚高光谱分辨率探测仪高精度在轨光谱定标

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红外与毫米波学报 2021年第2期40卷 214-222页

作者：杜丽丽刘李葛曙乐李志伟周川杰丁国绅中国科学院安徽光学精密机械研究所通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031 中国资源卫星应用中心北京100094 北京市遥感信息研究所北京100085 中国科学技术大学安徽合肥230026

红外甚高光谱分辨率探测仪(AIUS)是高分五号(GF-5)卫星的主要载荷之一,它通过太阳掩星观测实现多种大气痕量气体垂直分布信息的获取,准确的光谱定标是其数据定量反演的关键和基础。针对AIUS超高的光谱分辨率、无配套星上光谱定标设备的... 详细信息

红外甚高光谱分辨率探测仪(AIUS)是高分五号(GF-5)卫星的主要载荷之一,它通过太阳掩星观测实现多种大气痕量气体垂直分布信息的获取,准确的光谱定标是其数据定量反演的关键和基础。针对AIUS超高的光谱分辨率、无配套星上光谱定标设备的问题,提出基于大气吸收特征谱线的多谱线线性拟合算法,通过多普勒频移修正、多谱线筛选、准确谱峰位置确定等关键技术提高其在轨光谱定标精度,并在GF-5卫星成功发射后,围绕AIUS开展了一系列的光谱定标和精度分析工作。结果表明:该方法可实现AIUS的高精度光谱定标,MCT和InSb通道的平均谱峰绝对偏差分别为0.00437cm^(-1)和0.00389cm^(-1),均小于痕量气体反演应用要求的0.008 cm^(-1)。

关键词：光谱定标甚高光谱分辨率特征谱线多普勒频移高分五号卫星太阳掩星

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太阳光谱辐照度仪光机系统设计

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量子电子学报 2022年第5期39卷 806-814页

作者：黄雄豪王洋李新张艳娜刘恩超张权郑小兵中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所通用光学定标与表征重点实验室安徽合肥230031 中国科学技术大学安徽合肥230026

为高精度监测太阳光谱辐照度变化,设计一款高精度太阳光谱辐照度仪用于获得太阳光谱辐照度数据。该辐照度仪设计了三种光路完成性能指标,其主光路用于测量光谱辐照度,参考光路用于波长标定,太阳跟踪光路用于室外精密跟踪太阳。详细介绍... 详细信息

为高精度监测太阳光谱辐照度变化,设计一款高精度太阳光谱辐照度仪用于获得太阳光谱辐照度数据。该辐照度仪设计了三种光路完成性能指标,其主光路用于测量光谱辐照度,参考光路用于波长标定,太阳跟踪光路用于室外精密跟踪太阳。详细介绍了辐照度仪主光路的设计,主光路采用Féry棱镜进行色散与会聚,辐照度仪入射狭缝通过Féry棱镜成像到棱镜焦平面。通过旋转棱镜,在辐照度仪焦平面通过两个单元探测器获得380~2500 nm光谱辐照度。通过理论分析和实验验证,在380~2500 nm光谱范围内仪器的光谱分辨率小于40nm。采用标准灯对太阳光谱辐照度仪进行光谱响应范围验证,结果表明仪器的光谱范围满足测量需求。

关键词：几何光学太阳光谱辐照度仪光学设计 Féry棱镜

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基于六轴机器人的BRDF绝对测量装置标校方法研究

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量子电子学报 2022年第5期39卷 707-719页

作者：斯鹏飞张黎明黄文薪陈洪耀李佳伟张志远杨宝云王戟翔中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031 中国科学技术大学安徽合肥230026

高精度双向反射分布函数(BRDF)绝对测量装置可用于星上定标漫反射板等漫反射参照体BRDF的绝对测量,其转角的不确定度是整个装置不确定度的主要来源之一。通过对各部件几何位置的标校降低BRDF绝对测量装置转角的不确定度,可有效降低BRDF... 详细信息

高精度双向反射分布函数(BRDF)绝对测量装置可用于星上定标漫反射板等漫反射参照体BRDF的绝对测量,其转角的不确定度是整个装置不确定度的主要来源之一。通过对各部件几何位置的标校降低BRDF绝对测量装置转角的不确定度,可有效降低BRDF绝对测量的不确定度,具有重要的意义。根据BRDF绝对测量装置的特点,以串联式六轴机器人为测量工具,以固定于中空分度盘的积分球光源出射的光束作为指示,开发了一整套BRDF绝对测量装置各部件几何位置的标校方法,最后基于镜反射实验验证了转角的精度优于0.05°,满足应用需求。该方法不仅测量精度高,而且大大简化了装调过程,实现了无接触式标校,为类似装置的标校提供了参考。

关键词：几何光学转角不确定度六轴机器人双向反射分布函数标校

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